印刷塑料网以保护未来的手机屏幕

跟随牢不可破的弹跳电话!蒙特利尔Polytechnique团队最近证明，采用增材制造技术设计的织物可吸收高达96%的冲击能量，而且不会断裂。Cell Reports物理科学杂志最近发表了一篇文章，详细介绍了这项创新，为创造坚不可摧的塑料覆盖物铺平了道路。

本文中揭示的概念和相关研究相对简单。蒙特利尔理工大学机械工程系的FrédérickGosselin教授和Daniel Therriault教授以及博士生Shibo Zou希望展示如何将塑料织带结合到玻璃板中以防止撞击时破碎。

这个概念看似足够简单，但进一步的思考表明，这种塑料网并不简单。

研究人员的设计灵感来自蜘蛛网及其惊人的特性。Gosselin教授解释说：“蜘蛛网可以抵抗昆虫碰撞的影响，这是因为蜘蛛网能够通过分子级的牺牲链在丝蛋白自身内部发生变形，从而变形。” “我们的方法启发了这种特性。”

通过3D打印进行仿生

研究人员使用聚碳酸酯来达到目的。加热时，聚碳酸酯像蜂蜜一样变得粘稠。Gosselin教授的团队使用3D打印机利用此特性来“编织”一系列厚度小于2毫米的纤维，然后通过垂直打印一系列新的纤维(快速移动)来重复此过程，然后整个网固化。

事实证明，魔术本身就在过程中，这就是最终产品获得其关键属性的地方。

当3D打印机将其缓慢挤出以形成纤维时，熔融的塑料会形成最终形成一系列环的圆圈。研究人员Gosselin解释说：“一旦变硬，这些环就会变成牺牲连接，从而赋予纤维额外的强度。当发生撞击时，这些牺牲连接会吸收能量并破坏以维持纤维的整体完整性，类似于丝绸蛋白。”

在2015年发表的一篇文章中，Gosselin教授的团队演示了这些纤维制造背后的原理。最新的Cell Reports Physical Science文章揭示了当缠结成网状时这些纤维的行为。

研究的主要作者邹世波(Shibo Zou)借此机会举例说明了这种网在防护屏内部时的行为。在将一系列纤维网嵌入透明树脂板后，他进行了冲击试验。结果?塑料晶片可分散高达96%的冲击能量而不会破裂。它们不会破裂，而是在某些地方变形，从而保持了晶圆的整体完整性。

根据Gosselin教授的说法，这种受自然启发的创新可能导致制造出新型的防弹玻璃，或者导致生产出更加耐用的塑料保护型智能手机屏幕。戈塞林教授指出：“它也可以在航空领域用作飞机发动机的保护涂层。” 同时，他当然打算探索这种方法可能为他打开的可能性。